JPH0618986B2 - Curable epoxy resin composition - Google Patents
Curable epoxy resin compositionInfo
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- JPH0618986B2 JPH0618986B2 JP62264823A JP26482387A JPH0618986B2 JP H0618986 B2 JPH0618986 B2 JP H0618986B2 JP 62264823 A JP62264823 A JP 62264823A JP 26482387 A JP26482387 A JP 26482387A JP H0618986 B2 JPH0618986 B2 JP H0618986B2
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、硬化性エポキシ樹脂組成物に関し、特に湿気
硬化性シリコーンゴムによって改質された硬化性エポキ
シ樹脂組成物に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a curable epoxy resin composition, and more particularly to a curable epoxy resin composition modified with a moisture curable silicone rubber.
《従来の技術》 エポキシ樹脂組成物は、誘電特性、体積抵抗率、絶縁破
壊強度等の電気特性のみならず、曲げ強度、圧縮強度、
衝撃強度等の機械特性、耐熱性、接着性等に優れている
ことから、接着剤や各種の複合材料はもとより、各種の
電気・電子部品の絶縁材料として賞用されている。<< Prior Art >> Epoxy resin compositions have not only electrical properties such as dielectric properties, volume resistivity, and dielectric breakdown strength, but also bending strength, compressive strength,
Because of its excellent mechanical properties such as impact strength, heat resistance, and adhesiveness, it is widely used as an insulating material for various electrical and electronic parts as well as adhesives and various composite materials.
しかしながら最近、電子部品の薄層化や小型化、半導体
集積度の増大による半導体チップの大型化が進行する中
で、パッケージ材料のクラック、シリコンチップのクラ
ック、パッシベーションクラック、配線移動、エポキシ
樹脂自身のクラックや電気・電子部品とエポキシ樹脂と
の間にすき間が生じ、そのすき間から水分が侵入するた
めに生じる故障等の問題が大きくなってきている。However, recently, with the progress of thinning and miniaturization of electronic parts and the increase in size of semiconductor chips due to the increase in the degree of semiconductor integration, package material cracks, silicon chip cracks, passivation cracks, wiring movements, epoxy resin itself Problems such as cracks and a gap between the electric / electronic component and the epoxy resin, and a failure caused by the intrusion of water through the gap are increasing.
このような欠点を改良する方法として、従来、(1)エ
ポキシ樹脂中に、可撓性を付与するような樹脂を添加す
る方法(例えば特開昭54−81360号、特開昭57
−56954号)(2)熱膨張係数の小さいシリカやア
ルミナ等の無機質充填材を多量に配合する方法、(3)
硬化可能なエポキシ樹脂に、硬化可能なシリコーンゴム
とカーボンファンクショナルシランを添加して混合し、
同時に硬化させることによりエポキシ樹脂硬化物の耐ク
ラック性を改良する(特開昭55−3412号)等の方
法が採用されている。As a method for improving such a defect, conventionally, (1) a method of adding a resin that imparts flexibility to an epoxy resin (for example, JP-A-54-81360 and JP-A-57).
-56954) (2) A method of blending a large amount of an inorganic filler such as silica or alumina having a small coefficient of thermal expansion, (3)
To the curable epoxy resin, add curable silicone rubber and carbon functional silane and mix,
A method such as improving the crack resistance of the cured epoxy resin by curing at the same time (JP-A-55-3412) has been adopted.
しかしながら、第1番目の方法は、エポキシ樹脂自身の
クラック発生防止方法として有効ではあるが、エポキシ
樹脂本来の優れた特性である、熱時硬度やガラス転移点
温度の低下をもたらし、エポキシ樹脂の高温特性を損な
うという欠点があった。一方、第2番目の方法は、所望
の熱膨張係数に近い硬化物が得られるものの、エポキシ
樹脂組成物の流動性が著しく低下するために、注型やト
ランスファー成形、ポッティング、粉末塗装、滴下等の
作業が実質的に不可能となる上、エポキシ樹脂のヤング
率が増大するため熱膨張係数の低下による内部応力の低
下をあまり期待することができないという欠点があっ
た。However, although the first method is effective as a method for preventing crack generation in the epoxy resin itself, it brings about a decrease in hardness at the time of heating and glass transition temperature, which are excellent properties inherent to the epoxy resin, and the high temperature of the epoxy resin. There was a drawback that the characteristics were impaired. On the other hand, in the second method, a cured product having a desired thermal expansion coefficient can be obtained, but the fluidity of the epoxy resin composition is remarkably reduced, so that casting, transfer molding, potting, powder coating, dropping, etc. However, there is a drawback in that the Young's modulus of the epoxy resin increases and the reduction of the internal stress due to the reduction of the thermal expansion coefficient cannot be expected so much.
又、第3番目の方法は、硬化可能なシリコーンゴムを硬
化可能なエポキシ樹脂中に分散させた状態で硬化させる
ので硬化反応が完全には進行せず未反応物が残存するた
め、金型成形時に金型汚れを起こしたり、硬化物への印
字性が低下したり、或いは、重ね塗りをすることができ
ないという欠点があった。このような欠点は、熱硬化性
樹脂組成物のゲル化を抑制した状態で、撹拌下に熱硬化
性シリコーン樹脂組成物を分散粒子状としてゲル化し、
その後に前記熱硬化性樹脂組成物を硬化することにより
大巾に改善することができる(特開昭56−14556
号)。この方法は熱硬化性樹脂中に、シリコーン樹脂を
微分散することができる点で優れているものの、所詮、
熱硬化性樹脂とシリコーン樹脂の相溶性が悪いことか
ら、後者が徐々に浮上するので、硬化物全体としての均
一性には自ずから限界があるという欠点があった。この
ような欠点は、エポキシ樹脂と硬化材並びに、あらかじ
め硬化させた線状オルガノポリシロキサンブロックを1
0重量%以上含むポリマー硬化物からなる熱硬化性エポ
キシ樹脂組成物(特開昭58−219218号)につい
ても同様に存在する。更に、この場合には、分散せしめ
る粒子状分散物は、硬化物を粒子状に粉砕することによ
って得なければならず煩雑であるのみならず、その粒径
分布を狭くすることも困難であるのでその意味において
も、上記組成物からなる熱硬化性エポキシ樹脂の硬化物
の均質性が必ずしも十分ではないということ、及びエポ
キシ樹脂とのなじみ性を良くするためには、線状オルガ
ノポリシロキサンブロックの重合度や含有量を制限しな
ければならないという点からも、エポキシ樹脂組成物の
改質には自ずから限度が生ずるというい欠点があった。In the third method, the curable silicone rubber is cured in a curable epoxy resin in a dispersed state, so that the curing reaction does not proceed completely and unreacted substances remain. At times, there are drawbacks such as stains on the mold, deterioration of printability on the cured product, and overcoating. Such a drawback is that the thermosetting silicone resin composition is gelled as dispersed particles under stirring in a state in which gelation of the thermosetting resin composition is suppressed,
Then, the thermosetting resin composition can be cured to significantly improve the composition (Japanese Patent Laid-Open No. 56-14556).
issue). Although this method is excellent in that the silicone resin can be finely dispersed in the thermosetting resin, after all,
Since the compatibility between the thermosetting resin and the silicone resin is poor, the latter gradually floats, and there is a drawback that the uniformity of the entire cured product is naturally limited. Such a drawback is that the epoxy resin and the curing material as well as the pre-cured linear organopolysiloxane block
The thermosetting epoxy resin composition (Japanese Patent Laid-Open No. 58-219218) consisting of a polymer cured product containing 0% by weight or more similarly exists. Furthermore, in this case, the particulate dispersion to be dispersed must be obtained by pulverizing the cured product into particles, which is not only complicated but also difficult to narrow the particle size distribution. In that sense as well, the homogeneity of the cured product of the thermosetting epoxy resin composed of the above composition is not always sufficient, and in order to improve the compatibility with the epoxy resin, the linear organopolysiloxane block There is a drawback in that the modification of the epoxy resin composition naturally has a limit in that the degree of polymerization and the content must be limited.
《発明が解決しようとする問題点》 そこで、本発明者等は、かかる従来の欠点を解決すべく
鋭意検討した結果、ポリエーテル変性オルガノポリシロ
キサンがシリコーンゴムとエポキシ樹脂の相溶化剤とし
て極めて有効であることを見出すと共に、これを使用す
ることによりシリコーンゴムをエポキシ樹脂中に容易に
微分散せしめることができる上、シリコーンゴムの浮上
を伴うことなく、均質で緻密な海島構造を実現すること
ができることを見出し本発明に到達した。<< Problems to be Solved by the Invention >> Therefore, as a result of intensive investigations by the present inventors in order to solve such conventional drawbacks, the polyether-modified organopolysiloxane is extremely effective as a compatibilizer for silicone rubber and epoxy resin. In addition to the fact that the silicone rubber can be easily finely dispersed in the epoxy resin by using this, it is possible to realize a homogeneous and dense sea-island structure without the silicone rubber floating. The inventors have found out what can be done and have reached the present invention.
従って、本発明の目的は、耐衝撃性、耐湿性を改善した
均質な硬化性エポキシ樹脂組成物を提供することにあ
る。Therefore, an object of the present invention is to provide a uniform curable epoxy resin composition having improved impact resistance and moisture resistance.
《問題を解決するための手段》 本発明の上記の目的は、硬化性エポキシ樹脂、湿気硬化
性シリコーンゴム組成物及びポリエーテル変性オルガノ
ポリシロキサンを主剤とする硬化性エポキシ樹脂組成物
によって達成された。<< Means for Solving the Problems >> The above object of the present invention has been achieved by a curable epoxy resin, a moisture curable silicone rubber composition and a curable epoxy resin composition containing a polyether-modified organopolysiloxane as a main component. .
本発明において使用する第1成分としての硬化性エポキ
シ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエ
ポキシ樹脂と各種硬化剤とからなる硬化可能なエポキシ
樹脂であって、このエポキシ樹脂は後述するような各種
の硬化剤によって硬化させることが可能な限り、分子構
造、分子量等に特に制限はなく、従来から知られている
種々のエポキシ樹脂の中から適宜選択して使用すること
ができる。このようなものとして、例えば、ビスフェノ
ールAのジグリシジルエーテルや、その多量体であるエ
ピビスタイプのエポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポ
キシ樹脂、レゾルシン型エポキシ樹脂、エトラヒドロキ
シフエニルエタン型エポキシ樹脂、クレゾールノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ポリオレフィン型エポキシ樹脂、脂
環型エポキシ樹脂およびそれらのハロゲン化物等を挙げ
ることができる。The curable epoxy resin as the first component used in the present invention is a curable epoxy resin composed of an epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule and various curing agents. There are no particular restrictions on the molecular structure, molecular weight, etc., as long as it can be cured by various curing agents as described below, and it can be used by appropriately selecting from various conventionally known epoxy resins. . Examples of such substances include diglycidyl ether of bisphenol A, epibis type epoxy resin which is a multimer thereof, bisphenol F type epoxy resin, resorcin type epoxy resin, etrahydroxyphenylethane type epoxy resin, cresol novolac. Type epoxy resin, polyolefin type epoxy resin, alicyclic epoxy resin and their halides.
なお、上記した第1成分の使用にあたって、モノエポキ
シ化合物を適宜併用することは差し支えなく、このモノ
エポキシ化合物としてはスチレンオキシド、シクロヘキ
センオキシド、プロピレンオキシド、メチルグリシジル
エーテル、エチルグリシジルエーテル、フェニルグリシ
ジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、オクチレン
オキシド、ドデセンオキシドなどが例示される。この第
1成分はその使用にあたっては必ずしも1種類のみに限
定されるものではなく、2種もしくはそれ以上を混合し
て使用してもよい。In using the above-mentioned first component, a monoepoxy compound may be appropriately used in combination, and examples of the monoepoxy compound include styrene oxide, cyclohexene oxide, propylene oxide, methyl glycidyl ether, ethyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, Examples include allyl glycidyl ether, octylene oxide, dodecene oxide and the like. The first component is not necessarily limited to only one kind in use, and two or more kinds may be mixed and used.
エポキシ樹脂の硬化剤としては、ジアミノジフェニルメ
タン、ジアミノジフェニルスルホン、メタフェニレンジ
アミン等に代表されるアミン系硬化剤、無水フタル酸、
無水ピロメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸等の酸無水物系硬化剤、あるいはフェノールノボラ
ック、クレゾールノボラック等の1分子中に2個以上の
水酸基を有するフェノールノボラック硬化剤等を挙げる
ことができる。これらの硬化剤は単独で使用しても、2
種以上を同時に使用しても良いが、何れにしても、エポ
キシ樹脂を硬化させるに十分な量を使用する。As the curing agent for the epoxy resin, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenyl sulfone, amine-based curing agents represented by metaphenylenediamine, phthalic anhydride,
Examples thereof include acid anhydride-based curing agents such as pyromellitic dianhydride and benzophenonetetracarboxylic acid anhydride, and phenol novolac curing agents having two or more hydroxyl groups in one molecule such as phenol novolac and cresol novolac. Even if these curing agents are used alone, 2
One or more species may be used simultaneously, but in any case, an amount sufficient to cure the epoxy resin is used.
本発明においては更に、上記した硬化剤とエポキシ樹脂
との反応を促進させる目的で各種硬化促進剤、例えばイ
ミタゾールあるいはその誘導体、三級アミン系誘導体、
ホスフィン系誘導体、シクロアミジン誘導体等を併用す
ることができる。Further, in the present invention, various curing accelerators for the purpose of accelerating the reaction between the above curing agent and the epoxy resin, for example, imidazole or a derivative thereof, a tertiary amine derivative,
A phosphine derivative, a cycloamidine derivative, etc. can be used together.
本発明においては、硬化性エポキシ樹脂組成物を改質す
るために、第2成分として湿気硬化性シリコーンゴム組
成物を使用する。このように湿気硬化型のシリコーンゴ
ム組成物を使用することにより、エポキシ樹脂の硬化促
進剤による悪影響を回避することができ、シリコーンゴ
ムの硬化と、エポキシ樹脂の硬化とを夫々独立に制御す
ることができる。付加硬化性シリコーンゴム組成物を使
用した場合には、その硬化のために使用する触媒に対し
て、エポキシ樹脂の硬化促進剤が触媒毒として作用する
ので、シリコーンゴムの硬化とエポキシ樹脂の硬化をそ
れぞれ独立に制御することが困難となる。In the present invention, a moisture-curable silicone rubber composition is used as the second component to modify the curable epoxy resin composition. By using the moisture-curable silicone rubber composition in this way, it is possible to avoid the adverse effects of the curing accelerator of the epoxy resin, and to independently control the curing of the silicone rubber and the curing of the epoxy resin. You can When an addition-curable silicone rubber composition is used, the curing accelerator of the epoxy resin acts as a catalyst poison for the catalyst used for curing it, so curing of the silicone rubber and curing of the epoxy resin are prevented. It is difficult to control each independently.
A)一般式 (ここにR1、R2は同一または異種の非置換または置換
1価炭化水素基、mは5以上の整数)で示される分子鎖
両末端が水酸基で封鎖されたジオルガノポリシロキサン 100重量部、 B)一般式 R3 4-aSiXa(ここにR3は非置換または
置換1炭化水素基、Xは加水分解可能な基、aは2<a
<4の正数)で示されるオルガノシランまたはその部分
加水分解物 0.5〜30重量部、 C)ヒュームドシリカ 0〜100重量部、 D)硬化触媒 0〜10重量部、 とからなるものがあげられる。A) General formula (Wherein R 1 and R 2 are the same or different, unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups, m is an integer of 5 or more) 100 parts by weight of diorganopolysiloxane having both ends of the molecular chain blocked with hydroxyl groups , B) General formula R 3 4-a SiX a (wherein R 3 is an unsubstituted or substituted 1 hydrocarbon group, X is a hydrolyzable group, and a is 2 <a
<A positive number of 4) 0.5 to 30 parts by weight of organosilane or a partial hydrolyzate thereof, C) 0 to 100 parts by weight of fumed silica, D) 0 to 10 parts by weight of a curing catalyst, Can be given.
前記A)成分としてのジオルガノポリシロキサンは、分
子鎖両末端が水酸基で封鎖されたシリコーンゴムの原料
として従来から公知のものでよく、これは例えば一般式 で示され、このR1、R2はメチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基などのアルキル基、ビニル基、アリル基
などのアルケニル基、フェニル基などのアリール基、シ
クロヘキシル基などのシクロアルキル基あるいはこれら
の基の炭素原子に結合した水素原子の一部または全部を
ハロゲン原子、シアノ基などで置換した基から選択され
る同種または異種の非置換または置換1価炭化水素基、
mは5以上の整数である。上記一般式で表されるジオル
ガノポリシロキサンは、その粘土が100cs以下の場
合には物理的強度のすぐれた硬化弾性体を得ることがで
きず、1,000,000cs以上では本発明の組成物
の粘土が高すぎて使用時の作業性が悪くなるので、粘土
は100〜1,000,000csの範囲が好ましく、
特に3,000〜50,000csの範囲のものが好ま
しい。また、このジオルガノポリシロキサンは実質的に
線状構造のものであるが、少量の範囲であれば三次元構
造のシロキサンが導入されたものであってもよい。The diorganopolysiloxane as the component A) may be a conventionally known raw material for a silicone rubber in which both ends of the molecular chain are blocked with hydroxyl groups. And R 1 and R 2 are alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, alkenyl groups such as vinyl group and allyl group, aryl groups such as phenyl group, cycloalkyl groups such as cyclohexyl group. The same or different unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups selected from groups or groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms of these groups are substituted with halogen atoms, cyano groups, etc.,
m is an integer of 5 or more. The diorganopolysiloxane represented by the above general formula cannot obtain a cured elastic body having an excellent physical strength when the clay is 100 cs or less, and the composition of the present invention when the clay is 1,000,000 cs or more. Since the clay is too high and the workability at the time of use deteriorates, the clay is preferably in the range of 100 to 1,000,000 cs,
Particularly, those in the range of 3,000 to 50,000 cs are preferable. Further, this diorganopolysiloxane has a substantially linear structure, but it may be one having a three-dimensional structure of siloxane introduced therein as long as it is in a small amount.
次に本発明の組成物を構成するB)成分は、上記した
A)成分としてのジオルガノポリシロキサンと常温で反
応してこれを硬化させる硬化剤として作用する公知のも
のであり、このものは前記の如く一般式R3 4-aSiXa
で示され、このR3は前記したR1、R2と同様の非置換
または置換1価炭化水素基、Xはアシルオキシ基、アル
コキシ基、ケトオキシム基、アルケニルオキシ基、アミ
ノ基、アミノオキシ基、アミド基などから選択される加
水分解可能な基、aは2<a<sの正数である、オルガ
ノシランまたはその部分加水分解物である。このオルガ
ノシランはその分子中に2個以上の加水分解可能な基を
もつことが必要である。このようなオルガノシランとし
ては、例えば、 CH2=CHSi(OCOCH3)3、 CH3Si(OCOCH3)3、 及びこれらの部分加水分解物などを挙げることができ
る。なお、このB)成分の添加量は、上記したA)成分
100重量部に対し0.5重量部以下ではこの組成物の
湿気の存在下における硬化架橋反応が不十分となり、3
0重量部以上とすると硬化物が硬くなりすぎるので、
0.5〜30重量部の範囲とすることが必要であるが、
特に好ましい範囲は2〜15重量部である。Next, the component B) which constitutes the composition of the present invention is a known component which reacts with the above-mentioned diorganopolysiloxane as the component A) at room temperature to act as a curing agent for curing it. As described above, the general formula R 3 4-a SiX a
R 3 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group similar to R 1 and R 2 described above, X is an acyloxy group, an alkoxy group, a ketoxime group, an alkenyloxy group, an amino group, an aminooxy group, A hydrolyzable group selected from amide groups and the like, a is organosilane or a partial hydrolyzate thereof, which is a positive number of 2 <a <s. The organosilane should have at least two hydrolyzable groups in its molecule. Examples of such an organosilane include CH 2 ═CHSi (OCOCH 3 ) 3 , CH 3 Si (OCOCH 3 ) 3 , And partial hydrolysis products thereof. If the amount of component B) added is 0.5 parts by weight or less relative to 100 parts by weight of component A), the curing and crosslinking reaction of this composition in the presence of moisture will be insufficient.
If the amount is 0 parts by weight or more, the cured product becomes too hard.
It is necessary to set it in the range of 0.5 to 30 parts by weight,
A particularly preferred range is 2 to 15 parts by weight.
また、本発明の組成物におけるC)成分としてのヒュー
ムドシリカは、従来からシリコーンゴム原料として公知
のものである。このものは任意成分ではあるが、本発明
の組成物から得られる硬化物に機械的強度を与えるため
の補強材となるものであることから、その比表面積は少
なくとも50m2/gであるものが好ましい。また、この
ものはジメチルポリシロキサン、テトラメチルジシラザ
ン、ジメチルクロロシランなどで表面処理をしたもので
あってもよい。なお、このヒュームドシリカの添加量
は、上記したA)成分100重量部に対し3重量部下で
はその補強強化が不十分であり、100重量部以上とす
るとその硬化物が硬くなりすぎるので3〜100重量部
の範囲、特に好ましくは3〜25重量部の範囲である。Further, the fumed silica as the component C) in the composition of the present invention is conventionally known as a raw material for silicone rubber. This is an optional component, but since it serves as a reinforcing material for imparting mechanical strength to the cured product obtained from the composition of the present invention, its specific surface area is at least 50 m 2 / g. preferable. Further, this may be surface-treated with dimethylpolysiloxane, tetramethyldisilazane, dimethylchlorosilane, or the like. The amount of fumed silica added is 3 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component A), and the reinforcing strength is insufficient. If it is 100 parts by weight or more, the cured product becomes too hard. It is in the range of 100 parts by weight, particularly preferably in the range of 3 to 25 parts by weight.
また、D)成分は上記したA)成分とB)成分との反応
を促進させる触媒であり、例えば、鉛−2−エチルオク
トエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウ
レート、などの有機カルボン酸の金属塩;テトラブチル
チタネート、テトラ−2−エチルヘキシルチタネート、
などの有機チタン酸エステル;オルガノシロキシチタ
ン、β−カルボニルチタンなどの有機チタン化合物;N
−(トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミンな
どのアミノアルキル基置換アルコキシシラン、ヘキシル
アミン、などのアミン化合物およびその塩;ジメチルヒ
ドロキシアミン、ジエチルヒドロキシルアミンなどのジ
アルキルヒドロキシルアミン;テトラメチルグアニジル
プロピルトリメトキシシランなどのグアニジン化合物を
挙げることができる。The component D) is a catalyst that promotes the reaction between the components A) and B) described above, and is, for example, an organic carboxylic acid such as lead-2-ethyloctoate, dibutyltin diacetate or dibutyltin dilaurate. Metal salts; tetrabutyl titanate, tetra-2-ethylhexyl titanate,
Organic titanate ester such as; organotitanium compounds such as organosiloxy titanium and β-carbonyl titanium; N
Amine compounds such as aminoalkyl group-substituted alkoxysilanes such as-(trimethoxysilylpropyl) ethylenediamine, hexylamine, and salts thereof; dialkylhydroxylamine such as dimethylhydroxyamine, diethylhydroxylamine; tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilane And other guanidine compounds.
本発明においては、上記D)成分は必須成分ではなく、
必要に応じ、上記A)成分100重量部に対して10重
量部以下の量で添加すればよい。In the present invention, the above component D) is not an essential component,
If necessary, it may be added in an amount of 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the component A).
本発明の組成物は、上記したA)〜D)成分の所定量を
無水の条件下で混合することによって得ることができる
が、これに必要に応じ各種の可塑剤、顔料などの着色
剤、耐熱または耐寒性向上剤、難燃性付与剤、防カビ
剤、脱色剤、シランカップリング剤、接着性向上剤など
のような公知の添加剤を配合することができる。The composition of the present invention can be obtained by mixing predetermined amounts of the above-mentioned components A) to D) under anhydrous conditions. If necessary, various plasticizers, coloring agents such as pigments, Known additives such as heat or cold resistance improvers, flame retardants, antifungal agents, decolorizing agents, silane coupling agents, and adhesion improvers can be added.
上記のエポキシ樹脂とシリコーンゴム組成物はいわゆる
水と油の関係にあり、ブレンドすることは極めて困難で
あり、特にこの困難性は上記シリコーンゴム中に含有さ
れる炭化水素部分が少ない程著しく、強制的にブレント
してもエポキシ樹脂が硬化する迄は、徐々に両者の分離
が進行することを避けることができない。The above-mentioned epoxy resin and silicone rubber composition have a so-called water-oil relationship, and it is extremely difficult to blend them. Particularly, this difficulty is remarkable as the hydrocarbon portion contained in the silicone rubber is small, and it is forced. Even if it is intentionally blown, it is unavoidable that the separation of the two gradually proceeds until the epoxy resin is cured.
そこで、本発明においては、上記両者の分離が起こらな
いように、強い界面張力低下能を有する特殊な界面活性
剤を相溶化剤として使用する。このような特殊な界面活
性剤は、エポキシ樹脂と強い親和性を持つ官能基で変性
したポリジメチルシロキサンであるが、本発明において
は、これらの中でも特に、ポリエーテル変性オルガノポ
リシロキサンを使用することが好ましい。このような変
性オルガノシロキサンとしては、 一般式、 [式中、R4は で示され、R5は水素原子、低級アルキル基、アシル基
から選択される原子または基、kおよびlはそれぞれ0
または正の整数、k+l≠0で示される基、又は (但し、mは0または1)で示される基であり、R1は
A)成分の項で用いた前記R1と同一、b及びcは正の
数(但し0<b+c<4)である。]で示されるオルガ
ノポリシロキサンを使用することが好ましい。Therefore, in the present invention, a special surfactant having a strong ability to reduce the interfacial tension is used as a compatibilizer so that the above-mentioned separation of the two does not occur. Such a special surfactant is a polydimethylsiloxane modified with a functional group having a strong affinity with an epoxy resin. In the present invention, a polyether-modified organopolysiloxane is particularly preferable among them. Is preferred. As such a modified organosiloxane, a general formula, [Wherein R 4 is And R 5 is a hydrogen atom, an atom or a group selected from a lower alkyl group and an acyl group, and k and l are 0 respectively.
Or a positive integer, a group represented by k + 1 ≠ 0, or (However, m is a group represented by 0 or 1), R 1 is the same as R 1 used in the section of component A, b and c are positive numbers (where 0 <b + c <4). . ] It is preferable to use the organopolysiloxane represented by
これらの中で、R4が のものは、硬化後の耐衝撃性をも改良できるという点で
特に好ましい。Of these, R 4 Are particularly preferable in that the impact resistance after curing can be improved.
《作用》 これらの相溶化剤は単独で使用することも、2種以上を
混合して使用することもできるが、いずれにしてもこれ
らの相溶化剤を一定量以上添加することによりエポキシ
樹脂とシリコーンゴム組成分の親和性を増大せしめるこ
とができる。これは、ポリエーテル部分がエポキシ樹脂
と強い親和性を有する一方、ポリジメチルシロキサン部
分がシリコーンゴム組成物と相溶するからと考えられ
る。このような考え方自体は、従来のものと変わるもの
ではないが、後述の実施例において明示する如く、その
効果は、前記湿気硬化性シリコーンゴム組成物と共に上
記相溶化剤を使用する本発明においては驚くべきものが
ある。<< Action >> These compatibilizers can be used alone or in combination of two or more, but in any case, by adding a certain amount or more of these compatibilizers, the compatibilizer and the epoxy resin The affinity of the silicone rubber component can be increased. It is considered that this is because the polyether portion has a strong affinity with the epoxy resin, while the polydimethylsiloxane portion is compatible with the silicone rubber composition. Such an idea itself is not different from the conventional one, but as will be clearly shown in Examples described later, the effect thereof is in the present invention in which the compatibilizing agent is used together with the moisture-curable silicone rubber composition. There is something amazing.
上記相溶化剤の使用量は、その相溶化剤の種類によって
適宜調節することができるが、エポキシ樹脂に対して、
0.1重量%〜10重量%添加する。0.1重量%より
少ない場合には、相溶化剤としての硬化が不足し、10
重量%より多い場合には硬化後に相溶化剤がにじみ出た
り、硬化物の物性が低下するので好ましくない。特に好
ましい添加量は、0.5重量%〜5重量%である。The amount of the compatibilizer used can be appropriately adjusted depending on the type of the compatibilizer, but with respect to the epoxy resin,
Add 0.1 wt% to 10 wt%. If the amount is less than 0.1% by weight, the curing as a compatibilizing agent is insufficient and 10
If it exceeds 5% by weight, the compatibilizing agent oozes out after curing and the physical properties of the cured product deteriorate, which is not preferable. A particularly preferable amount of addition is 0.5% by weight to 5% by weight.
硬化性エポキシ樹脂、湿気硬化性シリコーンゴム組成物
及び相溶化剤の混合の仕方に特に制限はないが、相溶化
剤を均一に分散せしめた硬化性エポキシ樹脂を激しく撹
拌しながら、未硬化の湿気硬化性シリコーンゴム組成物
と、硬化のための触媒を添加することが好ましい。エポ
キシ樹脂の硬化剤は、硬化性シリコーンゴムの均一分散
が略完了した後に添加することが好ましい。The method of mixing the curable epoxy resin, the moisture-curable silicone rubber composition and the compatibilizer is not particularly limited, but the uncured moisture is mixed while vigorously stirring the curable epoxy resin in which the compatibilizer is uniformly dispersed. It is preferable to add a curable silicone rubber composition and a catalyst for curing. The epoxy resin curing agent is preferably added after the uniform dispersion of the curable silicone rubber is substantially completed.
このように、本発明においては湿気硬化性シリコーンゴ
ムを使用するので、製造時にエネルギーコストを低減さ
せることができる上、シリコーンゴムの硬化とエポキシ
樹脂の硬化を全く独立に制御することができる。また、
エポキシ樹脂の硬化促進剤によってシリコーンゴムの硬
化が妨げられるということがない。更に本発明において
は、エポキシ樹脂の硬化を進行させることなく、シリコ
ーンゴム組成物の硬化を完了せしめることができる。こ
の為、製造工程として簡便であるのみならず、シリコー
ンゴム粒子の粒径を均一且つ小さくすることができる。As described above, since the moisture-curable silicone rubber is used in the present invention, it is possible to reduce the energy cost at the time of manufacturing and to control the curing of the silicone rubber and the curing of the epoxy resin completely independently. Also,
The curing accelerator for the epoxy resin does not prevent the curing of the silicone rubber. Further, in the present invention, the curing of the silicone rubber composition can be completed without proceeding the curing of the epoxy resin. Therefore, not only is the manufacturing process simple, but the particle size of the silicone rubber particles can be made uniform and small.
以上の如くして、製造した本発明のシリコーンゴム含有
エポキシ硬化物は、従来のものに比して、耐衝撃性及び
耐湿性が改善されるので、半導体封止材料として特に有
用である。The silicone rubber-containing epoxy cured product of the present invention produced as described above is particularly useful as a semiconductor encapsulating material because it has improved impact resistance and moisture resistance as compared with conventional ones.
《発明の効果》 本発明によれば、得られた硬化物中に含有されるシリコ
ーンゴムは、十分に微粒のものが均一に分布し、シリコ
ーンゴムとエポキシ樹脂の親和性も良好なものとなって
いるので、耐衝撃性及び耐湿性を著しく改善することが
できる。<< Effects of the Invention >> According to the present invention, the silicone rubber contained in the obtained cured product is such that sufficiently fine particles are uniformly distributed, and the affinity between the silicone rubber and the epoxy resin is also good. Therefore, impact resistance and moisture resistance can be remarkably improved.
《実施例》 以下に、本発明を実施例によって更に詳述するが本発明
はこれによって限定されるものではない。<Example> The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
実施例1. 界面張力低下能の測定 硬化性エポキシ樹脂としてエピコート828を用い、シ
リコーンオイルKF96(信越化学(株)製)を使用し
て、各種の変性ポリジメチルシロキサンの界面張力低下
能を検討した。Example 1. Measurement of Interfacial Tension Reducing Ability Using Epicoat 828 as a curable epoxy resin and using silicone oil KF96 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), the interfacial tension reducing ability of various modified polydimethylsiloxanes was examined.
第1図は、エポキシ樹脂/変性オルガノポリシロキサン
混合系のシリコーンオイルに対する界面張力γ12と変性
オルガノポリシロキサン濃度との関係を示すグラフであ
る。図中、符号はエポキシ変性オルガノポリシロキサ
ンX−60−164(EPMPS):はグリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン(GPTMS)、はポリ
エーテル変性オルガノポリシロキサンKF615A(E
TMPS)の場合(いずれの変性オルガノポリシロキサ
ンも信越化学(株)製)である。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the interfacial tension γ 12 with respect to the silicone oil of the epoxy resin / modified organopolysiloxane mixture system and the modified organopolysiloxane concentration. In the figure, the symbols are epoxy-modified organopolysiloxane X-60-164 (EPMPS): is glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), is polyether-modified organopolysiloxane KF615A (E
TMPS) (all modified organopolysiloxanes are manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
第1図の結果から明らかな如く、どの変性オルガノポリ
シロキサンについても、γ12はその添加濃度と共に減少
するが、それぞれの低下量には大きな差異があり、特に
ポリエーテル変性オルガノポリシロキサンの場合に効果
が顕著であることが明らかである。As is clear from the results in FIG. 1, γ 12 decreases with the addition concentration of any modified organopolysiloxane, but there is a large difference in the amount of decrease, especially in the case of polyether modified organopolysiloxane. It is clear that the effect is remarkable.
又、界面張力γ12と濃度Cの関係は で表される。The relationship between the interfacial tension γ 12 and the concentration C is It is represented by.
ここでγ12.0はC=0でのγ12、γ12.Lim=γ12の最低
値であり、Kは界面活性係数である。Here, γ 12.0 is the lowest value of γ 12 , γ 12.Lim = γ 12 at C = 0, and K is the surface activity coefficient.
上式の左辺の対数を濃度に対してプロットして得たKの
値は第1表に示す通りであった。The value of K obtained by plotting the logarithm of the left side of the above formula against the concentration is as shown in Table 1.
第1表の結果からKが最大となったエーテル変性オルガ
ノポリシロキサンが相溶化剤として、最も有効である事
が判明した。 From the results shown in Table 1, it was found that the ether-modified organopolysiloxane having the maximum K was the most effective as the compatibilizing agent.
次に、相溶化剤として使用するポリエーテル変性オルガ
ノポリシロキサンの種類により、相溶化剤の作用がどの
ように変化するかを見るために、シリコーンオイルに代
えて湿気硬化性シリコーンゴム組成物(信越化学(株)製
KE108)を用い、3種のポリエーテルシリコーン
(何れも信越化学(株)製)について上記と同様の評価を
行った。結果は第2図及び第2表に示した通りである。Next, in order to see how the action of the compatibilizer changes depending on the type of the polyether-modified organopolysiloxane used as the compatibilizer, instead of the silicone oil, a moisture-curable silicone rubber composition (Shin-Etsu Using KE108 manufactured by Kagaku Co., Ltd., three kinds of polyether silicones (all manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were evaluated in the same manner as above. The results are shown in Fig. 2 and Table 2.
第1図及び第2図から明らかな如く、純粋なエポキシ樹
脂のγ12は、対シリコーンオイル界面での8.99dy
n/cmから6.48tyn/cmへと低下したが、こ
れは、湿気硬化性シリコーンに加硫の拠点として含有さ
れている架橋剤が、エポキシ樹脂との親和性を増大させ
たためと考えられる。又、ポリエーテルブロックがポリ
エチレンオキシドのみであるKF351とKF355で
はγ12の低下量が少なく、ポリエーテルブロックにポリ
プロピレンオキシドを含むKF615が強い界面活性を
示すことも判明した。 As is clear from FIGS. 1 and 2, the γ 12 of the pure epoxy resin was 8.99 dy at the interface with the silicone oil.
The decrease from n / cm to 6.48 tyn / cm is considered to be because the crosslinking agent contained in the moisture-curable silicone as a vulcanization base increased the affinity with the epoxy resin. It was also found that KF351 and KF355 in which the polyether block was only polyethylene oxide showed a small decrease in γ 12 , and KF615 containing polypropylene oxide in the polyether block exhibited strong surface activity.
硬化物の製造 上記の評価によって最も相溶化硬化の大きい事が判明し
たKF615Aを相溶化剤とし、硬化性エポキシ樹脂と
してエピコート828、その硬化剤としてビス−p−ア
ミノシクロヘキシルメタン(PACM)と、4,4′−
ジアミノジフェニルメタン(DDM)を用い、シリコー
ンゴムとしてKE108を用い、次のようにしてブレン
ドを作製した。Manufacture of Cured Product KF615A, which was found to have the largest compatibilization and curing by the above evaluation, was used as a compatibilizing agent, Epicoat 828 as a curable epoxy resin, and bis-p-aminocyclohexylmethane (PACM) as a curing agent thereof. , 4'-
A blend was prepared as follows using diaminodiphenylmethane (DDM) and KE108 as the silicone rubber.
硬化性エポキシ樹脂(エピコート828)49.5gに
相溶化剤として前記KF615A0.5g(1重量%)
を加え、十分撹拌して脱泡した後、50℃に加温してス
ターラーで激しく撹拌しながら、触媒を含有する湿気硬
化性シリコーンゴム(KE108)を添加したところ、
ゴム粒子が分散して乳白色の粘稠な液体となった。得ら
れた液体を脱泡した後、当量の硬化剤4,4′−ジアミ
ノジフェニルメタン(DDM)を加え、更に撹拌、脱泡
して鋳型に流し込み、165℃で2時間加熱し硬化させ
た。KF615A 0.5 g (1% by weight) as a compatibilizing agent in 49.5 g of curable epoxy resin (Epicoat 828)
Was added, and after sufficiently stirring to defoam, the catalyst was added to the moisture-curable silicone rubber (KE108), which was heated to 50 ° C. and vigorously stirred with a stirrer.
The rubber particles were dispersed into a milky white viscous liquid. After defoaming the obtained liquid, an equivalent amount of a curing agent 4,4′-diaminodiphenylmethane (DDM) was added, and the mixture was further stirred, defoamed, poured into a mold, and heated at 165 ° C. for 2 hours to be cured.
得られた硬化物から、JISK7110に準拠して1
2.7×12.7×63.6mmの試験片を切り出し、
その中央に深さ2.54mmのノッチをつけ、アイゾッ
ト衝撃試験を行った。From the obtained cured product, 1 according to JIS K7110
Cut out a 2.7 × 12.7 × 63.6 mm test piece,
A notch having a depth of 2.54 mm was formed in the center and an Izod impact test was conducted.
第3図は衝撃破壊エネルギー(E)と、湿気硬化性シリ
コーンゴム添加量(phr)との関係を示したものであ
る。この結果は、本発明によってエポキシ硬化物の耐衝
撃性が著しく改善されたことを実証するものである。FIG. 3 shows the relationship between the impact fracture energy (E) and the addition amount of moisture-curable silicone rubber (phr). This result demonstrates that the present invention significantly improved the impact resistance of the epoxy cured product.
又、湿気硬化性シリコーンゴムを5phrを添加し、P
ACM(P−アミノシクロヘキシルメタン)を用いて硬
化せしめた系につき破壊面をSEMによって観察したと
ころ、全面にわたって1〜20μmのゴム粒子が分散し
ているのが確認されたことから、エーテル変性オルガノ
ポリシロキシンが相溶化剤として十分に効果を有するこ
とが確認された。更に、ゴム粒子表面にエポキシ樹脂の
小片が付いているのが観察されたことから、エポキシ樹
脂と湿気硬化性シリコーンゴム粒子の界面に、相当の結
合力があることを推定することができた。Also, add 5 phr of moisture curable silicone rubber,
When the fractured surface of the system cured with ACM (P-aminocyclohexylmethane) was observed by SEM, it was confirmed that rubber particles of 1 to 20 μm were dispersed over the entire surface. It was confirmed that thyroxine is sufficiently effective as a compatibilizer. Furthermore, since it was observed that a small piece of epoxy resin was attached to the surface of the rubber particles, it was possible to infer that there was a considerable binding force at the interface between the epoxy resin and the moisture-curable silicone rubber particles.
第1図は、エポシキ樹脂/変性オルガノポリシロキサン
混合系の、シリコーンオイルに対する界面張力と変性オ
ルガノポリシロキサン濃度との関係を示すグラフであ
る。 第2図は、エポシキ樹脂/ポリエーテル変性オルガノポ
リシロキサン混合系の湿気硬化性シリコーンゴムに対す
る界面張力とポリエーテル変性オルガノポリシロキサン
濃度との関係を示すグラフである。 第3図は、衝撃破壊エネルギーと湿気硬化性シリコーン
ゴム添加量との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the interfacial tension of an epoxy resin / modified organopolysiloxane mixed system with silicone oil and the modified organopolysiloxane concentration. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the interfacial tension of an epoxy resin / polyether-modified organopolysiloxane mixed system with respect to a moisture-curable silicone rubber and the polyether-modified organopolysiloxane concentration. FIG. 3 is a graph showing the relationship between impact fracture energy and the amount of moisture-curable silicone rubber added.
Claims (1)
ンゴム及びポリエーテル変性オルガノポリシロキサンを
主剤とする硬化性エポキシ樹脂組成物。1. A curable epoxy resin composition comprising a curable epoxy resin, a moisture curable silicone rubber and a polyether-modified organopolysiloxane as a main component.
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|---|---|---|---|
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| JP62264823A JPH0618986B2 (en) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | Curable epoxy resin composition |
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|---|---|
| JPH01108254A JPH01108254A (en) | 1989-04-25 |
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ID=17408702
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| US8821962B2 (en) * | 2010-12-01 | 2014-09-02 | Xerox Corporation | Method of forming dielectric layer with a dielectric composition |
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| JPS5454168A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-28 | Hitachi Ltd | Epoxy resin composition |
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1987
- 1987-10-19 JP JP62264823A patent/JPH0618986B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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| JPH01108254A (en) | 1989-04-25 |
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